生物强化防堵型人工湿地的制作方法

本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种生物强化防堵型人工湿地。

背景技术：

人工湿地净化水质是通过人工湿地植物吸收、微生物降解及湿地基质吸附综合作用的结果，其净化功能强弱与湿地植物的生物量、微生物活性与基质组成密切相关。湿地基质通常由表层、中间填料层和排水层三部分组成。目前人工湿地表层一般为土壤层，透水性差；中间填料层多采用碎石、砂子、矿渣等，这些填料比表面积较小，微生物挂膜速度较慢，生物量小；排水层多为鹅卵石。传统人工湿地净化能力有限，且运行一段时间后容易发生堵塞。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的不足之处，本实用新型的目的是提供一种不易堵塞的生物强化防堵型人工湿地。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案的如下：本实用新型的一种生物强化防堵型人工湿地，所述的生物强化防堵型人工湿地包括人工湿地池壁、生物强化防堵型人工湿地填料复合层、湿地植物和人工湿地池底，所述的人工湿地池底的四周设置有人工湿地池壁，所述的人工湿地池壁的内部设置有生物强化防堵型人工湿地填料复合层，所述的生物强化防堵型人工湿地填料复合层上设置有湿地植物。

所述的生物强化防堵型人工湿地填料复合层的垂直方向自上至下依次为植物基质层和生物填料层两层，所述的植物基质层和生物填料层之间设置有钢混结构的渗滤板，所述的植物基质层与渗滤板之间铺一层透水性土工布，所述的生物填料层包括复合生物填料层、均质砂层和排水层。

进一步地，所述的土工布为透水型土工布，所述的渗滤板的渗滤孔直径为2cm，所述的渗滤板的孔间隔距离为5cm，所述的渗滤板的厚度为5-10cm。

进一步地，所述的植物基质层由竹炭、壤土、石英砂混合而成。

更进一步地，所述的植物基质层的竹炭、壤土和石英砂的粒径为3-5mm，所述的植物基质层的厚度为35cm。

进一步地，所述的生物填料层的厚度为90cm，所述的复合生物填料层的厚度为40cm，所述的均质砂层的厚度为50cm，所述的排水层的厚度为30cm。

进一步地，所述的均质砂层的砂粒的粒径为5-8mm，所述的排水层上设置有鹅卵石，所述的鹅卵石的粒径为10-25mm。

有益效果：本实用新型的复合基质填料增强微生物和植物作用，解决人工湿地堵塞问题，传统人工湿地表层土壤透水性差，水处理效率高，生物净化效果好，填料层砂粒挂膜慢，生物活性低。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型将人工湿地基质层分隔成2个区域，表层主要为植物基质层，下层为生物填料层，中间采用透水型土工布和渗滤板间隔，阻止植物基质层土壤颗粒及死亡的植物根系等进入下层导致人工湿地堵塞。

(2)生物炭(竹炭)密度小，比表面积大，为微生物附着生长提供了良好的栖息场所，提高了基质内微生物种群及丰度，强化了湿地污水生物净化效果。生物炭(竹炭)促进了植物根系生长，增强了植物利用水中氮、磷等物质能力，增加了植物地表生物量，从而提高了湿地净化污水的效果。

(3)该基质复合层能促进湿地植物生长，提高了中间填料层生物活性，有利于水质净化，且预防了填料堵塞，使用寿命长，重新更换工作量小。在下层填充悬浮球生物填料(填充K1型流化床有机合成填料和陶粒填料)，挂膜后进一步强化了湿地脱氮效果，降低了出水总氮。

(4)该生物强化防堵型人工湿地填料复合层的表层由土壤、细沙粒和生物炭组成，中间填料层由复合生物填料和均质砂粒组成。且表层和填料层由透水型土工布、渗滤板分割成2个独立区间。该基质复合层能促进湿地植物生长，提高了中间填料层生物活性，有利于水质净化，且预防了填料堵塞，使用寿命长，重新更换工作量小。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中生物炭(竹炭)扫描电镜图；

图3为本实用新型中所使用的复合生物填料图；

图4为本实用新型中施加生物炭(竹炭)与未施加生物炭(竹炭)的人工湿地上菖蒲生长特性对比图；

图5为本实用新型中施加生物炭(竹炭)与未施加生物炭(竹炭)的人工湿地内微生物种群多样性比较图；

其中：1排水层、2均质砂层、3复合生物填料层、4渗滤板、5植物基质层、6人工湿地池壁、7湿地植物、8人工湿地池底。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

实施例1

如图1至图5所示，本实用新型的一种生物强化防堵型人工湿地，所述的生物强化防堵型人工湿地包括人工湿地池壁6、生物强化防堵型人工湿地填料复合层、湿地植物7和人工湿地池底8，所述的人工湿地池底8的四周设置有人工湿地池壁6，所述的人工湿地池壁6的内部设置有生物强化防堵型人工湿地填料复合层，所述的生物强化防堵型人工湿地填料复合层上设置有湿地植物7。

所述的生物强化防堵型人工湿地填料复合层的垂直方向自上至下依次为植物基质层5和生物填料层两层，所述的植物基质层5和生物填料层之间设置有钢混结构的渗滤板4，所述的植物基质层5与渗滤板4之间铺一层透水性土工布，所述的生物填料层包括复合生物填料层3、均质砂层2和排水层1。

所述的植物基质层5由按质量百分比含量的如下组分组成：

竹炭 5-10％，

壤土 20-25％，

石英砂 65-75％。

所述的土工布为透水型土工布，所述的渗滤板4的渗滤孔直径为2cm，所述的渗滤板4的孔间隔距离为5cm，所述的渗滤板4的厚度为5cm。

且表层和填料层由透水型土工布、渗滤板分割成2个独立区间。该生物强化防堵型人工湿地填料复合层能促进湿地植物生长，提高了中间填料层生物活性，有利于水质净化，且预防了填料堵塞，使用寿命长，重新更换工作量小。

所述的植物基质层5由竹炭、壤土、石英砂混合而成。

所述的植物基质层5的竹炭、壤土和石英砂的粒径为4mm，所述的植物基质层5的厚度为35cm。

所述的生物填料层的厚度为90cm，所述的复合生物填料层3的厚度为40cm，所述的均质砂层2的厚度为50cm，所述的排水层1的厚度为30cm；所述的均质砂层2的砂粒的粒径为8mm，所述的排水层上设置有鹅卵石，所述的鹅卵石的粒径为15mm。

所述的生物填料层内的复合填料由悬浮球生物填料内部填充K1型有机合成流化床填料和陶粒填料复合而成，K1型有机合成流化床填料和陶粒填料在悬浮球生物填料内的填充度为80％。所述的悬浮球生物填料的直径为8cm，K1型流化床有机合成填料和陶粒填料的直径均为1cm，K1型流化床有机合成填料与悬浮球生物填料各占50％。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：本实用新型的一种生物强化防堵型人工湿地，所述的渗滤板4的厚度为10cm。

所述的植物基质层5的竹炭、壤土和石英砂的粒径为3mm。

所述的生物填料层的厚度为90cm，所述的复合生物填料层3的厚度为40cm，所述的均质砂层2的厚度为50cm，所述的排水层1的厚度为30cm；

所述的均质砂层2的砂粒的粒径为5mm，所述的鹅卵石的粒径为25mm。

所述的生物填料层内的复合填料由悬浮球生物填料内部填充K1型有机合成流化床填料和陶粒填料复合而成，K1型有机合成流化床填料和陶粒填料在悬浮球生物填料内的填充度为70％。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于：本实用新型的一种生物强化防堵型人工湿地，所述的渗滤板4的厚度为8cm。

所述的植物基质层5的竹炭、壤土和石英砂的粒径为5mm。

所述的均质砂层2的砂粒的粒径为6mm，所述的鹅卵石的粒径为10mm。

所述的生物填料层内的复合填料由悬浮球生物填料内部填充K1型有机合成流化床填料和陶粒填料复合而成，K1型有机合成流化床填料和陶粒填料在悬浮球生物填料内的填充度为75％。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。